第二章液压传动基础知识分解.ppt

第二章 第三节 流体动力学 本节讨论液体流动时的运动规律、能量转换和流动液体对固体壁面的作用力等问题，具体介绍三个基本内容— 基本概念 连续性方程 伯努利方程 第三节 流体动力学 第二章 第三节 流体动力学 一、基本概念 . 理想液体、恒定流动 流线、流束、流管和通流截面 流量及平均流速 ，则流经A的总流量为 积分运算需要知道流速u在通流截面A上的分布规律。 几个基本概念 第二章 第三节 流体动力学 1 基本概念 理想液体: 既不可压缩又无粘性的液体 理想气体: 可压缩但没有粘性的气体 第二章 第三节 流体动力学 1 基本概念 通流截面:在流场中作一面，若该面与通过面上的每一条流线都垂直，则称该面为通流截面。 流量:单位时间内流过某通流截面的流体体积 法定单位: 米3/秒(m3/s) 工程中常用升/分（L/min） 通流截面上的平均流速: 流线、流束与通流截面 第二章 第三节 流体动力学 1 基本概念 流动液体中的压力和能量: 由于存在运动，所以理想流体流动时除了具有压力能与位能外，还具有动能。即流动理想流体具有压力能，位能和动能三种能量形式 单位重量的压力能: 单位重量的位能: Z 单位重量的动能: 第二章 第三节 流体动力学 2 连续性方程:质量守恒定律在流动液体情况下的具体应用 q=?A=常数 不可压缩流体作定常流动时，通过流束（或管道）的任一通流截面的流量相等 通过通流截面的流速则与通流截面的面积成反比 第二章 第三节 流体动力学 计算举例： 题图所示的液压传动系统中，活塞和活塞杆的直径分别为D=0.1m,d＝0.05m，输入液压缸的流量q=8.33×10-4m3／s，压力p=2×105Pa。试求活塞带动工作台运动的速度v=？，所能克服的工作阻力R=？ 解：A=πD2/4=3.14×0.12/4 v=q/A=8.33X10-4／A R=pA 第二章 第三节 流体动力学 3 伯努利方程(能量方程):能量守恒定律在流动液体中的表达形式 理想液体的伯努利方程 实际液体的伯努利方程 伯努利方程应用实例 第二章 第三节 流体动力学 理想液体的伯努利方程 图2-8 伯努利方程推导简图 理想液体定常流动时，液体的任一 通流截面上的总比能（单位重量液 体的总能量）保持为定值。 总比能由比压能（）、比位能（Z）和比动能（）组成，可以相互转化。 由于方程中的每一项均以长度为量纲，所以亦分别称为压力水头，位置水头和速度水头 静压力基本方程是伯努利方程的特例 第二章 第三节 流体动力学 方程的物理意义：在密闭管道内作恒定流动的理想液体具有三种形式的能量，即压力能、位能和动能。在流动过程中，三种能量之间可以互相转化，但各个过流断面上三种能量之和恒为定值。 第二章 第三节 流体动力学 实际液体的伯努利方程 α:动能修正系数,为截面上单位时间内流过液体所具有的实际动能，与按截面上平均流速计算的动能之比（层流时α=2，紊流时α=1） :单位重量液体所消耗的能量 –阻力水头 第二章 第三节 流体动力学 伯努利方程应用实例 液压泵吸油口处的真空度是油箱 液面压力与吸油口处压力p2之差。 液压泵吸油口处的真空度不能 太大. 实践中一般要求液压泵的 吸油口的高度h不超过0.5米. 图2-10 液压泵从油箱吸油 第二章 第四节 管道内压力损失的计算 第四节 管道内压力损失的计算 压力损失产生的内因：是液体本身的粘性。 外因：是管道结构。 液体在管道中流动时产生的压力损失分为两种： 一种是液体在等径直管中流动时因粘性摩擦而产生的压力损失，称为沿程压力损失 另一种是由于管道的截面突然变化、液流方向改变或其他形式的液流阻力(如控制阀阀口)而引起的压力损失，称为局部压力损失。  第二章 第四节 管道内压力损失的计算 一、层流、紊流和雷诺数 1. 层流和紊流 在层流时，液体质点互不干扰，液体的流动呈线性或层状，且平行于管道轴线； 紊流时，液体质点的运动杂乱无章，除了平行于管道轴线的运动外，还存在着剧烈的横向运动。 层流和紊流原因？ 第二章 第四节 管道内压力损失的计算 2.雷诺数: 液体在圆管中的流动状态决定于由管道中流体的平均流速υ、管道直径d和液体运动粘度μ这三个参数所组成的无量纲数的大小: 流动液体的雷诺数低于临界雷诺数(由紊流转变为层流)时，流动状态为层流，反之液流的状态为紊流 雷诺数的物理意义:流动液体的惯性力与粘性力之比 第二章 第四节 管道内压力损失的计算 层流时